Page 431 - 《环境工程技术学报》2023年第1期

第 1 期 陈璇等：绿色屋顶景天植物根系分布特征及其对饱和导水率的影响 · 427 ·

平均值 为 1.555 cm/min，变异系数 为 55.15%；佛甲草 养的景天属植物根系典型扫描图（ 图 4），以佛甲草根
的 K 为 s 0.682～2.641 cm/min，平均值 为 1.355 cm/min， 系为例，可直观看出不同厚度珍珠岩基质中，根系分
变异系数 为 82.12%。可以看出，佛甲草根系 对 K 的 布形态特点不同。
s
改变更大，且 2 种植物均表现为 14 c m 厚度基质 基质厚度 为 6 c m 时，垂盆草和佛甲草的根系直
K 小 于 6 c m 厚度基质。一般来说，较厚的基质会促 径均 为 0～0.8 mm，其 中 0.2～0.4 m m 根系直径的根
s
进根系的生长，而根系生长过程中会发生颗粒重排、 长密度占比最高，总根长密度达到最大（ 图 1）。根长
孔隙堵塞、产生大孔隙等作用，影响粒径分布和孔隙 密度是单位体积基质所含根系的长度，能反映根系
连通性，导 致 K 降低 。 在土体中的延伸、穿插、交织程度 [28] 。一般研究认
[24]
s

为，基质层越厚，植物根系越发达，越利于其吸收更
表 3 有无植物时不同厚度基质的饱和导水率
多水分 [29] 。这是由于更厚基质不仅具有更高的保水
Table 3 Saturated hydraulic conductivity of substrates of
能力，而且能保持更稳定的温度，并为植物的根系提
different depths with or without plants
供更大的生长空间 [30] 。但景天属根系具有直径小、
组别 基质厚度/cm K /(cm/min)
s
分布浅、横向分布广的特点，更厚基质带来的益处对
无植物 [17] 6/10/14 54.457(±0.193) a
于这种根系系统来说相对较小 [19] 。本研究中，基质
6 2.121(±0.177) c 厚度 为 6 c m 时，根系全部表现为细根，而细根是根
垂盆草 10 1.975(±0.196) c 系吸水中最活跃的部分，构成了根系的大部分长
度 [31] 。因此，基质厚度 为 6 c m 时，景天属植物的根
14 0.568(±0.002) e
长密度最大。L 等 [32 ] 研究了佛甲草在不同厚度基
u
6 2.641(±0.098) b
质中的根系生长特征，结果也表明生长在较薄基质
佛甲草 10 0.682(±0.067) d （4 cm）中的佛甲草根系比生长在厚基质（10 cm）的根
14 0.743(±0.057) d 系有更大的根系长度。
注：小写字母不同表示有无植物时不同厚度基质K 差异显著 基质厚度 为 14 c m 时，垂盆草和佛甲草的根系
s
（P<0.05）。 直径均 为 0～2 mm，二者总根表面积密度 中 1～2
m m 根系直径的占比分别 为 11.15%、17.52%，总根
3 讨论
体 积 密 度 中 1 ～ 2 m m 根 系 直 径 的 占 比 分 别为
3.1 不同基质厚度下根系分布特征 28.28%、28.84%。此时， 种植物的总根表面积密
2
一般研究中将直径小 于 2 m m 的根统称为细 度、根体积密度达到最大（ 图 2、 图 3）。根表面积密
根 [25] ， 但 Pregitze 等 [26 ] 对北 美 9 个树种的研究发现， 度、根体积密度能反映根系与基质的接触面积，其与
r
不同根序细根的生理生态功能存在很大差异。对于 根长密度可综合反映根系在基质中的形态、结构和
直径小 于 2 m m 的根进行更细致的划分，有利于观察 分布 [33] 。基质厚度 为 14 c m 时，根系的总根长密度
其形式与功能的多样性 [27] 。因此，本研究中依据景 较小（4.61、6.47 mm/cm ， 图 1），但相较于基质厚度
3
天属根系直径分布特点，将直径区间设置 在 0.2 mm， 为 6、10 c m 时，根系直径范围更广，说明在这种情况
以便分析根系分布特征。基于武汉市气候条件下培 下，植物根系会以调节粗、细根比例的方式增加与基

图 4 不同厚度珍珠岩基质中佛甲草根系扫描图像
Fig.4 Scanning images of the root system of Sedum lineare in perlite substrate with different depths